Очередной глюк Intel?

на страницах сайта 

www.electrosad.ru

В процессе проектирования процессоров Intel допускает множество ошибок, поэтому периодически возникают обсуждения явных и ошибок не явных, которые обходятся применением «оригинальных от Intel» BIOS и драйверов.

 
 

Примером первой широко известной ошибки, может быть выпуск в продажу процессора с ошибками в вычислении (в начале 1993 г. в продажу попал процессор Pentium 60 (66), знаменитый своей ошибкой блока вычислений с плавающей точкой).

Примером второй, множество ошибок выявленных на процессоре Intel Core2 Duo (насчитали 128 таких ошибок), для устранения которых требовалось перепрошить BIOS. Эту же проблему решают и специальные драйвера для системных плат несущих на себе процессор и чипсет от Intel. Они уже давно стали обязательной принадлежностью таких плат. Хотя, с точки зрения быстродействия системы - драйвер далеко не лучшее решение.
Да и Intel не отрицает их наличие, они даже придумали термин для их обозначения  - «errata» - "опечатка".

Стратегическим просчетом Intel является  падение тактовых частот процессоров Intel, не смотря на снижение технологических норм.

Хотя ранее именно снижение технологических норм, подавалось ими, как главный путь к повышению тактовой частоты и поэтому скорости вычислений. И похоже Intel выхода из этого тупика не видит.

А решения существуют - они проверены AMD, описаны здесь, на сайте. Есть они и у IBM, поскольку позволили им создать процессор Power6, который имеет рабочую частоту 4,7ГГц.

О разгонах процессоров Intel говорить сложно (конечно за исключением нескольких процентов "случайных" процессоров), поскольку их характеристики в разогнанном режиме далеки от тех которые можно обеспечить в повседневной практике и длительном режиме.

Это тоже результат некоторых ошибок Intel.

Одна из причин низких тактовых частот у Intel - проблема, связанная с генерацией помех чипом (в ВЧ - СВЧ диапазонах частот) и связанного с этим роста тепловыделения и  саморазогрева кристалла (особенно на тех. процессе 45 нм и менее), описана еще в 2000 году и кратко освещена на сайте в серии статей *.

 

И вот теперь, новый ляп.

В процессе тестирования 4-х ядерного процессора Intel Core2 Quad, Q9300, 2.5ГГц, ядро Yorkfield программой OCCT обнаружено неравенство температур не только между кристаллами, но и всех четырех ядер. Смотрите на рис.1.
 

Рисунок 1.
 

На рис.1 сведены в один рисунок с сохранением масштабов результаты тестов процессора Intel Core2 Quad Q9300 2.5ГГц ядро Yorkfield в конфигурации  описанной в статье "Собираем компьютер в корпусе “Centurion 590” программой OCCT 2.0.0a. Время теста 15 минут.

Разброс между ядрами на одном кристалле 1 град.С,

а максимальный разброс составляет 7 град.С.

Не буду здесь обсуждать высокие начальные температуры, они вызваны известными причинами не относящимися к процессору.

Чем вызвана такая большая разность температур «горячего» и «холодного» ядра?
 

Датчики температуры

Не хочу думать, что погрешности датчиков температуры ядер составляют 3,5% или более.

Ведь всем известно отношение Intel к полупроводниковым технологиям, и едва ли при всех их достижениях, они не умеют делать датчики температуры. Тем более это не какая — то сложная конструкция а просто диод смещенный в прямом направлении, для которого и так погрешности малы, а для диодов выполненных в едином технологическом процессе тем более.

Хотя то, что разность температуры датчиков на едином кристалле (см. графики 1,3 и 2,4 на рис.1) составляет от 1 до 2%, заставляет задуматься именно о низкой точности измерения температуры.

Которая может быть вызвана именно недостаточным качеством технологий, да и реальный разброс производительности между процессорами чаще всего объясняется тоже низким качеством технологий. Подтверждением этого является наличие перечисленных признаков.

Ведь хорошо известно, что даже на одной 200мм  пластине разброс характеристик чипов составлял значительную величину, что заставляло заниматься отбором чипов с одной пластины чтобы маркировать их производительность (тактовую частоту), в результате с одной 200 мм пластины появлялись Celeron и Pentium с широким диапазоном тактовых частот.

На 300 мм пластинах этот разброс возрастает еще больше, растет и число бракованных чипов.

 

Может быть не стоило обращать на эту проблему внимание, вроде бы второстепенные датчики температуры ядра, которые управляют кулером процессора? Все было бы так, если бы не новые технологии примененные в процессоре.

Данные о температуре с датчиков используются в технологиях применяемых в процессоре Intel Core2 Quad, Q9300 защиты от перегрева и управления производительностью.
 

Особенности архитектуры по управлению производительностью.
Enhanced Halt State
- представляет собой режим работы физического процессора с низким энергопотреблением, вхождение в который осуществляется при «усыплении» процессоров (посредством выполнения инструкций HLT или MWAIT) при задействовании данной технологии со стороны BIOS. Процессор способен динамически понижать коэффициент умножения частоты системной шины (FID) и уровень питающего напряжения (VID), и восстанавливаться до состояния максимальной производительности (номинальных FID/VID) по мере необходимости, причем — совершенно автоматически (без вмешательства со стороны операционной системы).
Enhanced SpeedStep - способна изменять эффективную частоту и питающее напряжение процессора, но не автоматически, а «по запросу». Переход
на меньшую тактовую частоту и напряжение питания осуществляется в период слабой активности процессора.
Intelligent Power Capability - активируя отдельные узлы чипа только по мере необходимости, значительно снижает энергопотребление системы в целом.
Thermal Monitor 2 технология
когда рабочая температура процессора достигает критического значения, активируется служебный сигнал PROCHOT#, в результате чего происходит снижение тактовой частоты процессора и напряжение питания (VID). Это, в свою очередь, приводит к снижению потребляемой процессором мощности, а следовательно, и к снижению его рабочей температуры. Снижение тактовой частоты процессора происходит за счет уменьшения коэффициента внутреннего умножения до минимального значения. Переход на меньшую тактовую частоту и напряжение питания осуществляется при достижении критической температуры.

 

И потому, влияние качества измерения температуры на производительность процессора при применении новых технологий значительна.

По различным данным температура с которой начинают работать перечисленные технологии составляет 70 — 75 град.С. Хотя из рисунка 1, можно сказать, что она существенно ниже. Официальных цифр я пока не нашел.

А что такое 5 градусов с точки зрения производительности и соответственно тепловыделения?

Это примерно 10 до 30% тепловыделения (в зависимости от теплового сопротивления кулера, причем чем лучше кулер тем большие потери тепловыделения).

Мы помним, тепловыделение процессора пропорционально его загрузке (производительности).

Кому хочется, так просто, потерять хотя бы 10% производительности?

Особенно когда борьба идет за каждый ее процент. А тут возможна и большие потери, ведь разброс составляет 7 град.С.

Это просто удар в сердце оверклокера.

Но Intel выше этого, втюхивая пользователям процессоры вроде бы с одинаковым содержимым, но с существенно отличающимися характеристиками от экземпляра к экземпляру.

Логика подсказывает, поскольку теперь датчики температуры ядра оказываются включенными в систему управления производительностью их точность должна быть не меньше 0,1%, чтобы исключить неправомерное снижение производительности.
 

Подбор чипов в процессоре

То, что это очень важная процедура понятно всем.

Чипы должны иметь максимально близкие по временным характеристикам (производительности) параметры. Иначе полностью использовать потенциал не удастся. Чип с низкой производительностью будет тормозить работу всего комплекта.

Аналогичное положение и с датчиками температуры. Чип, который будет снижать производительность перегревшись раньше другого (используя умные технологии защиты процессора от перегрева и датчик температур с большими погрешностями), точно также снизят производительность второго чипа. Особенно сильно это проявится на много поточных вычислениях.

Не думаю что Intel этого не знает.

Просто перечисленные решения, повышая качество процессоров требует дополнительных затрат, что снижает прибыль.


Заключение

Когда в состав одного процессора ставится несколько кристаллов (как в процессоре Intel Core2 Quad), тогда высокие технологии это не только тонкие технологические процессы.

Высокие технологии это - тестирование и измерение параметров работы ядер (в том числе высоко точных датчиков температур), а для много чиповых процессоров особенно важен отбор в один комплект одинаковых чипов, и даже высоко точный и стабильный монтаж тех же чипов на основание (панель) процессора. Но это дорогое удовольствие.

Может быть это просто очередной брак Intel? (как это было в начале 1993 г. когда в продажу попал бракованный процессор Pentium).

Я, все же, склоняюсь к тому что это просто попытка сэкономить на «лишнем» тестировании и обычное для любого монополиста, пренебрежительное отношение к потребителю.

Что касается влияния датчиков температуры (их низкой точности), в совокупности с разбросом характеристик чипов в паре (при использовании технологии защиты от перегрева и управления производительностью), то это может снижать производительность процессора на 10-30% на экземпляре процессора с подобными показанным на рис.1. характеристикам.
Реальный разброс может быть еще больше.

 

Лучший выход, это делать необходимое число процессоров на одном чипе (подложке).

Точность датчиков температуры при применении новых технологий опирающихся на их данные должна быть не ниже 0,1%.

 

* - описанное на сайте.

А.Сорокин,

август 2008 год.

  Яндекс.Метрика

<<назад>> <<в начало>> <<на главную>>

Попасть прямо в разделы сайта можно здесь:

/Неизвестный процессор/Охлаждение ПК/Электроника для ПК/Linux/Проекты, идеи/Полезные советы/Разное/
/
Карта сайта/Скачать/Ссылки/Обои/Форум/Каталог/

При полном или частичном использовании материалов ссылка на "www.electrosad.ru" обязательна.
Ваши замечания, предложения, вопросы можно отправить автору через
гостевую книгу или
почтой.

Copyright © Sorokin A.D.

2002-2012